Best apps for programming ESP32 educational robots

XDA a couvert cette semaine une nouvelle vague de robots éducatifs ESP32, cinq ans en développement, qui permettent à un débutant de modifier le comportement pendant que le robot est encore en marche. Le truc de la programmation en direct nécessitait autrefois des cartes commerciales dédiées. Maintenant, grâce à une poignée de projets open-source, n’importe quel robot basé sur ESP32 peut être programmé en blocs, MicroPython ou C à partir d’un ordinateur portable et mis à jour par voie aérienne en une seconde. Nous avons testé 7 applications de bureau qui le rendent possible.

Qu’il faut chercher dans un environnement de programmation ESP32

La robotique éducative a des exigences différentes de l’ingénierie du firmware. Les meilleures applications le comprennent.

Comparaison rapide

Application Meilleur pour Plateformes Gratuit Coût Évaluation
MicroBlocks Blocs de codage en direct sur ESP32 Windows, macOS, Linux, ChromeOS, web Oui Gratuit 4.7 (community)
Arduino IDE L’outil par défaut Windows, macOS, Linux Oui Gratuit 4.6
PlatformIO IDE de qualité professionnelle avec bibliothèques d’appareils Windows, macOS, Linux, plugin VS Code Oui Free tier 4.7
Thonny Python d’abord, convivial pour les débutants Windows, macOS, Linux Oui Gratuit 4.5
ESP-IDF SDK natif officiel d’Espressif Windows, macOS, Linux Oui Gratuit 4.4
MakeCode for micro:bit Blocs d’abord, fonctionne avec les fourches ESP32 Web, programme d’installation hors ligne Oui Gratuit 4.7
Wokwi Simuler les cartes ESP32 dans le navigateur Web Oui 7/mois pour Pro 4.6

1. MicroBlocks, meilleur pour les blocs de codage en direct

MicroBlocks est vraiment ce que l’histoire de XDA traite. Déposez un bloc, cliquez sur exécuter, le bloc s’exécute sur le robot maintenant. Modifiez le bloc, cliquez à nouveau, pas de reflash. Il prend en charge ESP32, ESP8266, micro:bit, Calliope et des dizaines de cartes éducatives via une interface unique. Chaque bloc correspond à une machine virtuelle inspirée de Smalltalk s’exécutant sur la puce.

Où il est insuffisant : la bibliothèque de blocs est plus petite que celle de MakeCode, et la communauté est aussi plus petite.

Tarifs :

Plateformes : Windows, macOS, Linux, ChromeOS et une version web qui s’apparie via Web Serial

Download: MicroBlocks | GitHub

Bottom line: choisissez MicroBlocks si l’objectif est d’enseigner à une classe où les enfants peuvent voir leur code affecter le robot en la même seconde.

2. Arduino IDE, meilleur comme outil par défaut

Arduino IDE version 2.x est l’environnement que la plupart des tutoriels supposent. Installez le package de carte ESP32 une fois, et n’importe quelle carte ESP32 apparaît comme cible. Il gère l’approvisionnement Wi-Fi, les mises à jour over-the-air et la gestion des bibliothèques. L’IDE ne comprend que du C++, ce n’est donc pas l’outil pour un enfant de six ans, mais c’est l’outil qu’un adolescent utilisera ensuite.

Où il est insuffisant : les temps de construction sur macOS sont toujours lents, et le gestionnaire de bibliothèque télécharge parfois trois copies du même pilote.

Tarifs :

Plateformes : Windows, macOS, Linux

Download: Arduino IDE

Bottom line: le défaut. Chaque projet ESP32 sur Internet se compile ici.

3. PlatformIO, meilleur pour les bibliothèques et cartes de qualité professionnelle

PlatformIO s’exécute en tant que plugin VS Code et transforme l’éditeur en un IDE intégré complet. Il gère les cartes, les frameworks et les bibliothèques avec un fichier de verrouillage, de sorte qu’un projet construit aujourd’hui se construit de manière identique dans deux ans. Le registre des bibliothèques contient plus de 20 000 entrées, y compris presque tous les capteurs ESP32.

Où il est insuffisant : destiné aux intermédiaires et aux professionnels. Courbe d’apprentissage abrupte pour un débutant absolu le premier jour.

Tarifs :

Plateformes : Windows, macOS, Linux, en tant que plugin VS Code

Download: PlatformIO | VS Code Marketplace

Bottom line: l’environnement à changement une fois que l’Arduino IDE ne retient plus le projet.

4. Thonny, meilleur pour MicroPython sur ESP32

Thonny est un IDE Python pour débutants avec support MicroPython de première classe. Pointez-le sur un ESP32 exécutant le micrologiciel MicroPython, et il agit comme un REPL avec un navigateur de fichiers, un débogueur et un inspecteur de variables. Idéal pour les écoles qui enseignent déjà Python.

Où il est insuffisant : pas d’éditeur de blocs, et le débogueur peut être lent sur Wi-Fi.

Tarifs :

Plateformes : Windows, macOS, Linux, Raspberry Pi

Download: Thonny

Bottom line: l’outil pour la route Python. Flashez MicroPython, ouvrez Thonny, écrivez deux lignes de code, regardez la LED clignoter.

5. ESP-IDF, meilleur pour les performances natives et toutes les fonctionnalités

ESP-IDF est le framework officiel d’Espressif. Il expose chaque capacité de puce, du BLE mesh au démarrage sécurisé. Rien ici n’est éducatif. Mais si un projet de classe implique la construction d’un appareil personnalisé, ESP-IDF est la couche sur laquelle tout le reste repose.

Où il est insuffisant : absolument pas un outil pour débutant. Le système de construction est CMake plus un écran de configuration piloté par menu, et la documentation suppose C.

Tarifs :

Plateformes : Windows, macOS, Linux

Download: ESP-IDF

Bottom line: la rampe de sortie. Quand Arduino IDE et PlatformIO arrivent à court, c’est ce qui suit.

6. MakeCode for micro:bit, meilleur pour les plus jeunes programmeurs

MakeCode a commencé comme l’éditeur de blocs de Microsoft pour micro:bit et prend maintenant en charge plusieurs cartes éducatives basées sur ESP32 via des cibles communautaires. Les blocs compilent en JavaScript dans le navigateur et se flashent sur la carte via WebUSB. Le simulateur sur le côté gauche de l’écran affiche le code exécuté avant de brancher quelque chose.

Où il est insuffisant : la prise en charge d’ESP32 dépend du fork communautaire de la carte spécifique, toutes les cartes ne sont pas couvertes.

Tarifs :

Plateformes : Web (navigateurs Chromium pour WebUSB), programme d’installation Windows et macOS

Download: MakeCode

Bottom line: l’outil pour les enfants de huit ans. Blocs, simulateur et un clic pour flasher.

7. Wokwi, meilleur pour simuler avant de toucher le matériel

Wokwi simule les cartes ESP32, les capteurs connectés, les LED et les affichages dans le navigateur. Câblez un circuit visuellement, déposez le code Arduino ou MicroPython, et appuyez sur lire. La simulation s’exécute à vitesse réelle et inclut le Wi-Fi, nous pouvons donc tester la publication MQTT sans une carte physique.

Où il est insuffisant : tous les capteurs ne sont pas modélisés, et le forfait gratuit limite le temps de simulation par session.

Tarifs :

Plateformes : Web

Download: Wokwi

Bottom line: appairez-le avec n’importe lequel de ce qui précède. Prototypez dans Wokwi, flashez sur du matériel réel une fois le câblage correcte.

Comment choisir le bon

Mind+ vaut aussi le coup si le public cible est des salles de classe parlant le chinois, car il est livré bilingue et prend en charge les cartes populaires MakeBlock et DFRobot prêtes à l’emploi.

FAQ

Quelle est l’application ESP32 la plus facile pour les débutants absolus ?

MicroBlocks si nous voulons du codage en direct, MakeCode si nous voulons un simulateur à côté de l’éditeur. Les deux utilisent des blocs et ni l’un ni l’autre ne nécessite une étape de compilation visible pour l’utilisateur.

Puis-je exécuter Python sur ESP32 ?

Oui. Flashez le firmware MicroPython (environ 1,5 Mo) et utilisez Thonny ou le REPL intégré. Les performances conviennent à l’enseignement, marginales pour le traitement des signaux en temps réel.

Ai-je besoin du Wi-Fi pour programmer le robot ?

Non. USB serial est la valeur par défaut. Wi-Fi active les mises à jour over-the-air et le codage en direct dans MicroBlocks, ce qui est pratique mais pas obligatoire.

Puis-je utiliser ces outils sur une Chromebook ?

MicroBlocks et MakeCode ont tous deux des versions web qui fonctionnent sur une Chromebook via WebUSB ou Web Serial. Arduino IDE nécessite le mode Linux.

Quelle application une école devrait-elle choisir ?

Les écoles auxquelles nous avons parlé se standardisent sur MicroBlocks ou MakeCode pour les deux premières années et déplacent les étudiants qui en veulent plus vers Arduino IDE et PlatformIO aux années trois et quatre.